WO2017108735A1 - Antriebselektronik für einen elektrischen antrieb in einem fahrzeug - Google Patents

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WO2017108735A1
WO2017108735A1 PCT/EP2016/081835 EP2016081835W WO2017108735A1 WO 2017108735 A1 WO2017108735 A1 WO 2017108735A1 EP 2016081835 W EP2016081835 W EP 2016081835W WO 2017108735 A1 WO2017108735 A1 WO 2017108735A1
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capacitor
drive electronics
electronics
heat sink
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Thomas Malich
Roland Krieg
Heiko Buss
Frank Fischer
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a drive electronics for an electric drive, in particular a drive of a cooling fan or a pump in a motor vehicle.
  • Drive electronics for electric drives are already known. It is also known that the drive electronics a capacitor and a
  • Drive electronics smaller footprint with an at least has the same power range.
  • a drive electronics according to the invention replaced with a smaller footprint a known drive electronics.
  • the production of the drive electronics is simplified.
  • the capacitor is a polymer electrolytic capacitor.
  • Polymer electrolytic capacitors have a significantly lower space requirement with the same internal resistance compared to other capacitors. It is advantageous that a smaller space requirement is achieved with the same internal resistance.
  • the capacitor is a hybrid polymer electrolytic capacitor.
  • Hybrid polymer electrolytic capacitors have the same
  • Drive electronics is at least partially arranged. As a result, no separate components that form a heat sink needed. Also, the housing provides a large surface area that can be used to dissipate the power dissipation of the capacitor. Furthermore, a simplified assembly, given by the smaller number of components.
  • material with high heat conductivity is arranged between the heat sink and the capacitor.
  • the material with high thermal conductivity is thermal interface material. The material with high thermal conductivity, allows for easy Bridging a gap between the capacitor and the heat sink.
  • the drive drive circuit has at least one electrical switch for driving the electric drive.
  • the electrical switch By means of the electrical switch, at least one coil is actuated offset in time in order to produce a rotating field which causes a torque on a permanently excited rotor of the drive.
  • Figure 1 is a highly simplified circuit diagram of the drive electronics
  • Figure 2 is a sectional view through a capacitor of an inventive
  • FIG. 3 shows a further sectional view through a capacitor of FIG
  • Drive electronics 1 has a capacitor 10 and a
  • Drive drive circuit 15 are connected in parallel to each other electrically.
  • the drive drive circuit 15 is connected to an electric drive 20.
  • the electric drive 20 is brushless
  • the brushless DC motor has a rotor with permanent magnets and a stator with coils 22a, 22b, 22c. The rotor is not shown.
  • the coils 22a, 22b, 22c are of the
  • Driven drive circuit 15 actuated offset in time to create a rotating field, which generates a torque on the rotor.
  • the drive 20 has three phases, each phase having at least one coil.
  • the drive 20 may also be designed as a single-phase, two-phase or multi-phase system.
  • Figure 1 is an example of a
  • the B6 bridge comprises at least six electrical switches 17, wherein always two electrical switches 17 are connected in series with each other.
  • the two electrical switches connected in series with each other are connected in parallel with other electrical circuits connected in series with each other.
  • Each electrical switch pair is associated with one phase of the drive 20, or electrically with this
  • the coils 22 of the drive 20 are interconnected triangularly.
  • the drive electronics 1 also has at least two terminals 3a, 3b.
  • the terminals 3a, 3b allow the production of an electrical connection with a power source 30.
  • the energy source 30 is designed here as a battery.
  • the battery when used in a motor vehicle on a DC voltage of 12V, 24V or 48V.
  • the capacitor 10 and the power source 30 are electrically connected in parallel. Further, the power source 30 is electrically connected in parallel to the drive drive circuit 15.
  • the drive drive circuit 15, together with the coils 22 of the drive 20, converts the AC or DC voltage provided by the energy source 30, in particular DC voltage in a battery in a motor vehicle, into a substantially sinusoidal voltage waveform.
  • the electric drive 20 with three phases are of the Drive control circuit 15 generates three sinusoidal voltage waveforms that have a phase shift to each other.
  • the phase shift is 120 °.
  • the electrical control of the electrical switch 17 of the drive drive circuit 15 by means of at least one
  • each switch 17 is driven with a pulse width modulated drive signal. Due to the pulse width modulated control, the speed and the
  • the coils 22 of the drive 20 are inductors. Depends on the
  • the coils 22 receive power or supply power.
  • the capacitor 10 forms a buffer element which receives positive currents which are output from the coils 22 when switching, and outputs currents received by the coils 22.
  • the capacitor 10 thus prevents the positive and negative current fluctuations in the
  • Energy source 30 arrive and this may adversely affect. Furthermore, the buffering of the currents prevents excessive loading of the components of the drive electronics 1.
  • the capacitor 10 has an internal resistance.
  • the internal resistance leads to a power flow to generate a power loss.
  • the internal resistance should therefore be as small as possible.
  • Previous used in drive electronics wired capacitors, in particular electrolytic capacitors have an internal resistance of 20 milliohms and a diameter of 18 mm at 25 mm in height. At this size, the resulting
  • a drive control 1 according to the invention with a capacitor 10 as SMD (surface-mount device) component allows a reduction in the space required by the capacitors 10 on the drive electronics 1.
  • the capacitor 10 according to the invention has an SMD design.
  • An electrical and mechanical connection is made by means of solderable
  • capacitors 10 which have an SMD design, leads to a reduction in the space requirement on the
  • Polymer electrolytic capacitors include a solid electrolyte of a solid highly conductive polymer.
  • Polymer electrolytic capacitors have, for example, a cylindrical shape with a diameter of 10 mm and a length of 10 mm and a
  • Hybrid polymer electrolytic capacitors include a solid polymer electrolyte as well as a liquid Electrolyte. It is advantageous that hybrid polymer electrolytic capacitors have a low ESR value and low residual currents, as well as
  • the capacitor 10 and a cuboid Insensitivity to transients. According to a development, the capacitor 10 and a cuboid
  • the capacitors 10 are thermally with a
  • Heat sink 40 connected.
  • the heat sink 40 is preferably formed by the housing which at least partially surrounds the drive electronics 1.
  • FIG. 2 is a sectional view through a capacitor 10 of FIG.
  • inventive drive electronics 1 shown.
  • a capacitor 10 is soldered on a circuit board 5 of the drive electronics 1.
  • the capacitor 10 has for this purpose a solderable pad 7.
  • the capacitor 10 is soldered by means of the solderable pad 7 to the circuit board 5.
  • the capacitor 10 interacts with the heat sink 40.
  • the heat sink 40 has for this purpose a recess into which the capacitor can be inserted during assembly. However, due to mounting tolerances, there is a gap 42 between the heat sink 40 and the surface of the capacitor 10.
  • the gap 42 is filled with a material 44 having a high thermal conductivity.
  • the gap 42 is filled with a thermal interface material 44, in particular thermal compound, thermal pads or thermal adhesive.
  • the material 44 with high thermal conductivity allows a dissipation of heat from the capacitor 10. The resulting power loss can thus be dissipated by the capacitor.
  • connection surface 7 Furthermore, there is a removal of heat via the connection surface 7 to the
  • FIG. 3 shows a sectional view through a capacitor 10.
  • the connection of the capacitor 10 to the printed circuit board 5 is the same as in Figure 2.
  • the heat sink 40 has, in particular in the region of the thermal connection of the capacitor 10, a flat, in particular planar, surface.
  • the flat surface is as directly as possible connected to the surface of the capacitor 10, or the side of the capacitor 10, which is trimmed to the heat sink.
  • the occurring due to mounting tolerances gap 42 between the heat sink 40 and the capacitor 10 is filled with the material with a high thermal conductivity.
  • the gap 42 is filled with a thermal interface material 44, in particular thermal compound, thermal pads or thermal adhesive.
  • the material 44 with high thermal conductivity allows a dissipation of heat from the condenser 10 to the heat sink 40.
  • Capacitor 10 resulting power loss can thus be removed from the capacitor 10 by means of the heat sink 40.
  • the capacitor 10 and the heat sink 40 are connected directly to each other.
  • the heat sink 40 is formed by a housing.
  • the drive electronics 1 has a housing or is arranged in at least partially in a housing.
  • the housing forms a protection of the control electronics 1 opposite
  • the housing can form the heat sink 40 in which it dissipates the heat generated by the power loss of the capacitor 10 away.
  • the housing may for this purpose have a corresponding surface, which in turn has an optimal release of heat to the ambient air result.
  • the housing can in particular have ribs on its outer circumference.
  • the drive electronics 1 is not limited to a single one
  • Capacitor 10 limited. Rather, several capacitors 10, in particular on an SMD basis, can be arranged electrically parallel to one another.
  • the capacitors 10 can in this case be cooled by means of a common or a plurality of separate heat sinks 40.
  • the housing may form the heat sink 40.
  • the housing may form the heat sink 40.
  • Condenser 10 introduced into a recess of the heat sink 40 and / or the heat sink 40 has a flat surface which is as directly as possible connected to the surface of the capacitor 10, and the capacitors 10 on.
  • the gap occurring between the heat sink 40 and the condenser 40 due to mounting tolerances is filled up with the material having a high thermal conductivity.
  • the heat sink 40 is also used for cooling the electrical switch 17 of the drive drive circuit 15. Furthermore, the heat sink 40 is preferably formed by the housing.
  • the surface of the capacitor 10 which is not for
  • Pad 7 counts, thermally connected to the heat sink 40.
  • Capacitor 10 connected to the heat sink 40 directly or via the material 44 with high thermal conductivity. As a result, no recesses 42 on the heat sink 40 are necessary.
  • the driven by the drive electronics 40 electrical drives 20 can be used as pumps, in particular cooling liquid pumps, blower for
  • the electric drive 20 can thus be part of a pump, a fan for cooling motor vehicle engines and / or a fan for ventilating the interior.
  • the drive 20 can thus be used for example for driving a pump rotor or a fan wheel.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebselektronik (1) für einen elektrischen Antrieb (20), insbesondere einen Antrieb eines Gebläses oder einer Pumpe in einem Kraftfahrzeug, umfassend einen Kondensator (10) und eine Antriebsansteuerschaltung (15), die elektrisch parallel zueinander geschaltet sind. Es wird vorgeschlagen, dass der Kondensator (10) eine SMD Bauform aufweist und dass der Kondensator (10) thermisch mit einem Kühlkörper (40) verbunden ist.

Description

Beschreibung Titel
ANTRIEBSELEKTRONIK FÜR EINEN ELEKTRISCHEN ANTRIEB IN EINEM FAHRZEUG
Die Erfindung betrifft eine Antriebselektronik für einen elektrischen Antrieb, insbesondere einen Antrieb eines Kühlgebläse oder einer Pumpe in einem Kraftfahrzeug.
Stand der Technik
Es sind bereits Antriebselektroniken für elektrische Antriebe bekannt. Auch ist bekannt, dass die Antriebselektroniken einen Kondensator und eine
Antriebsansteuerschaltung aufweisen. Ferner ist bekannt, dass der Kondensator eine Parallelschaltung mit der Antriebsansteuerschaltung bildet.
Bekannte Antriebselektroniken weisen bedrahtete Kondensatoren auf, die jedoch viel Platz benötigen.
Offenbarung der Er indung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebselektronik bereitzustellen, die bei einem gleichbleibenden Leistungsbereich einen geringeren Platzbedarf als bekannte Antriebselektroniken aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst mit einer Antriebselektronik gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhaft ist, dass eine Antriebselektronik mit den Merkmalen des
kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1, eine gegenüber bekannten
Antriebselektroniken geringeren Platzbedarf bei einem zumindest gleichbleibenden Leistungsbereich aufweist. Somit ist es möglich, dass eine erfindungsgemäße Antriebselektronik bei geringerem Platzbedarf eine bekannte Antriebselektronik ersetzt. Ferner ist die Herstellung der Antriebselektronik vereinfacht.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.
Besonders vorteilhaft ist, dass der Kondensator ein Polymer- Elektrolytkondensator ist. Polymer- Elektrolytkondensatoren weisen bei gleichem Innenwiderstand gegenüber andere Kondensatoren einen deutlich geringeren Platzbedarf auf. Vorteilhaft ist, dass ein geringerer Platzbedarf bei gleichem Innenwiderstand erreicht wird.
Vorteilhaft ist, dass der Kondensator ein Hybrid-Polymer-Elektrolytkondensator ist. Hybrid-Polymer-Elektrolytkondensatoren weisen bei gleichem
Innenwiderstand gegenüber andere Kondensatoren einen deutlich geringeren Platzbedarf auf. Vorteilhaft ist, dass ein geringerer Platzbedarf bei gleichem Innenwiderstand erreicht wird. Ferner ist vorteilhaft, dass Hybrid-Polymer- Elektrolytkondensator einen niedrigeren ESR Wert und niedrige Restströme aufweisen.
Vorteilhaft ist, dass der Kühlkörper Teil eines Gehäuses ist, in dem die
Antriebselektronik zumindest teilweise angeordnet ist. Hierdurch werden keine separaten Bauteile, die einen Kühlkörper bilden, benötigt. Auch stellt das Gehäuse eine große Oberfläche, die zur Abfuhr der Verlustleistung des Kondensators verwendet werden kann, zur Verfügung. Ferner ist eine vereinfachte Montage, durch die geringere Anzahl an Bauelementen gegeben.
Als vorteilhaft ist anzusehen, dass sich zwischen dem Kühlkörper und dem Kondensator Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit angeordnet ist. Vorteilhaft handelt sich bei dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit um thermal interface material. Das Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, ermöglicht auf einfache Weise eine Überbrückung eines Spalts zwischen dem Kondensator und dem Kühlkörper.
Vorteilhaft ist, dass die Antriebsansteuerschaltung mindestens einen elektrischen Schalter zu Ansteuerung des elektrischen Antriebs aufweist. Durch den elektrischen Schalter wird zumindest eine Spule zeitlich versetzt angesteuert, um ein Drehfeld entstehen zu lassen, welches ein Drehmoment an einem permanent erregten Rotor des Antriebs verursacht. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Figuren und sind in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 ein stark vereinfachtes Schaltbild der Antriebselektronik, Figur 2 eine Schnittansicht durch einen Kondensator einer erfindungsgemäßen
Antriebselektronik und
Figur 3 eine weitere Schnittansicht durch einen Kondensator einer
erfindungsgemäßen Antriebselektronik.
In Figur 1 ist das Schaltbild einer Antriebselektronik 1 dargestellt. Die
Antriebselektronik 1 weist einen Kondensator 10 und eine
Antriebsansteuerschaltung 15 auf. Der Kondensator 10 und die
Antriebsansteuerschaltung 15 sind zueinander elektrisch parallel geschaltet.
Die Antriebsansteuerschaltung 15 ist mit einem elektrischen Antrieb 20 verbunden. Beispielhaft ist der elektrische Antrieb 20 als bürstenloser
Gleichstrommotor ausgebildet. Der bürstenlose Gleichstrommotor weist einen Rotor mit Permanentmagneten und einen Stator mit Spulen 22a, 22b, 22c. Der Rotor ist nicht eingezeichnet. Die Spulen 22a, 22b, 22c werden von der
Antriebansteuerschaltung 15 zeitlich versetzt angesteuert, um ein Drehfeld entstehen zu lassen, welches ein Drehmoment am Rotor erzeugt. Beispielsweise weist der Antrieb 20 in Figur 1 drei Phasen, wobei jede Phase mindestens eine Spule aufweist, auf. Gemäß Weiterbildungen der Erfindung kann der Antrieb 20 auch als Einphasen-, Zweiphasen- oder Mehrphasensystem ausgebildet sein.
Die Kommutierung, also die zeitlich versetzte Ansteuerung der Spulen 22, um ein Drehfeld entstehen zu lassen, erfolgt mittels elektrischen Schaltern 17 der
Antriebsansteuerschaltung 15. In Figur 1 ist beispielhaft eine
Antriebsansteuerschaltung 15 mit einer B6-Brücke dargestellt. Die B6 Brücke umfasst mindestens sechs elektrische Schalter 17, wobei immer zwei elektrische Schalter 17 zueinander in Reihe geschaltet sind. Die zwei zueinander in Reihe geschalteten elektrischen Schalter sind parallel zu weiteren zueinander in Reihe geschalteten elektrischen Schaltung geschaltet. Jedes elektrische Schalterpaar ist einer Phase des Antriebs 20 zugeordnet, bzw. elektrisch mit dieser
Verbunden. Die Spulen 22 des Antriebs 20 sind dreieckig miteinander verschaltet.
Gemäß einer Weiterbildung ist eine sternförmige Verschaltung der Spulen 22 des Antriebs 20 möglich.
Die Antriebselektronik 1 weist ferner mindestens zwei Anschlüsse 3a, 3b auf. Die Anschlüsse 3a, 3b ermöglichen die Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einer Energiequelle 30. In Figur 1 ist die Antriebselektronik 1 mit der
Energiequelle 30 verbunden. Die Energiequelle 30 ist hierbei als Batterie ausgeführt. Insbesondere weist die Batterie beim Einsatz in einem Kraftfahrzeug eine Gleichspannung von 12V, 24V oder 48V auf.
Nach Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen der Energiequelle 30 und der Antriebselektronik 1 sind der Kondensator 10 und die Energiequelle 30 elektrisch parallel geschaltet. Ferner ist die Energiequelle 30 elektrisch parallel zu der Antriebsansteuerschaltung 15 geschaltet.
Die Antriebsansteuerschaltung 15 wandelt zusammen mit den Spulen 22 des Antriebs 20 die von der Energiequelle 30 zur Verfügung gestellte Wechsel- oder Gleichspannung, insbesondere Gleichspannung bei einer Batterie in einem Kraftfahrzeug, in eine im wesentlichen sinusförmigen Spannungsverlauf um. Bei einer Ausbildung des elektrischen Antriebs 20 mit drei Phasen werden von der Antriebsteuerschaltung 15 drei sinusförmige Spannungsverläufe erzeugt, die eine Phasenverschiebung zueinander aufweisen. Bei einer symmetrischen Ausbildung des Antriebs 20 beträgt die Phasenverschiebung 120°. Vorzugsweise erfolgt die elektrische Ansteuerung der elektrischen Schalter 17 der Antriebsansteuerschaltung 15 mittels mindestens einem
pulsweitenmodulierten Ansteuerungssignal. Vorzugsweise wird jeder Schalter 17 mit einem pulsweitenmodulierten Ansteuersignal angesteuert. Durch die pulsweitenmodulierte Ansteuerung kann die Geschwindigkeit und die
Drehrichtung des Antriebs 20 reguliert werden.
Die Spulen 22 des Antriebs 20 sind Induktivitäten. Abhängig von der
Ansteuerung durch die Antriebssteuerschaltung 15, der Position des Rotors, der Drehgeschwindigkeit und weiteren Faktoren nehmen die Spulen 22 Strom auf oder geben Strom ab. Die hierbei entstehenden Stromschwankungen, bzw.
Spannungsschwankungen belasten die Antriebselektronik 1, bzw. die weiteren Bauteile der Antriebselektronik 1, die Energiequelle 30 sowie die elektrischen Verbindungsleitungen zwischen der Antriebselektronik 1 und der Energiequelle 30.
Der Kondensator 10 bildet ein Pufferelement, welcher positive Ströme, die beim Schalten von den Spulen 22 abgegeben werden, aufnimmt und Ströme, die von den Spulen 22 aufgenommen werden, abgibt. Der Kondensator 10 verhindert somit, dass die positiven und negativen Stromschwankungen bei der
Energiequelle 30 ankommen und diese eventuell negativ beeinflussen. Ferner wird durch die Pufferung der Ströme eine übermäßige Belastung der Bauteile der Antriebselektronik 1 verhindert.
Der Kondensator 10 weist einen Innenwiderstand auf. Der Innenwiderstand führt bei einem Stromfluss zur Erzeugung einer Verlustleistung. Der Innenwiderstand sollte daher so klein wie möglich sein. Bisherige bei Antriebselektronik eingesetzte gedrahtete Kondensatoren, insbesondere Elektrolytkondensatoren weisen einen Innenwiderstand von 20 Milliohm und einen Durchmesser von 18 mm bei 25 mm Höhe auf. Bei dieser Größe konnte die entstehende
Verlustleistung über die Oberfläche der Kondensatoren abgeführt werden. Bei Antriebselektroniken 1 für Antriebe 20 mit größerem Leistungsbereich wurden zwei, drei oder mehr Kondensatoren 10 parallel zueinander auf der
Antriebselektronik angeordnet. Damit eine ausreichende Abfuhr der
Verlustleistung von den Kondensatoren 10 erfolgen konnte, musste ein Abstand zwischen den Kondensatoren eingehalten werden. Dies alles führte zur
Ausbildung von Antriebselektronik 1 mit hohem Platzbedarf.
Eine erfindungsgemäße Antriebssteuerung 1 mit einem Kondensator 10 als SMD (surface-mount device) Bauteil ermöglicht eine Verringerung des Platzbedarfs durch die Kondensatoren 10 auf der Antriebselektronik 1. Der Kondensator 10 weist erfindungsgemäß eine SMD Bauform auf. Der SMD Kondensator 10 weist im Gegensatz zu bedrahteten Kondensatoren 10 keine Drahtanschlüsse auf. Eine elektrische und mechanische Verbindung wird mittels lötfähigen
Anschlussflächen 7 an denen der Kondensator 10 direkt auf eine Leiterplatte 5 bzw. die Antriebselektronik 1 gelötet wird. Die Montage eines Kondensators 10, der eine SMD Bauform aufweist, erfolgt mittels Oberflächenmontage.
Die Verwendung eines oder mehrere Kondensatoren 10, die eine SMD Bauform aufweisen, führt zu einer Verringerung des Platzbedarfs auf der
Antriebselektronik 1.
Eine Weiterbildung der Erfindung wird erreicht durch den Einsatz von Polymer- Elektrolytkondensatoren. Polymer- Elektrolytkondensatoren beinhalten einen festen Elektrolyten aus einem festen hochleitfähigen Polymer. Polymer- Elektrolytkondensatoren weisen beispielsweise eine zylinderförmige Form mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Länge von 10 mm und einen
Innenwiderstand von 20 Milliohm auf. Der Innenwiderstand entspricht somit den Innenwiderstand der deutlich größeren bisher bei Antriebselektroniken bekannten bedrahteten Kondensatoren, insbesondere Elektrolytkondensatoren. Bei vergleichbarer Baugröße weisen bekannte bedrahtete Kondensatoren den zirka 10 fachen Innenwiderstand auf.
Eine Weiterbildung der Erfindung wird erreicht durch den Einsatz von Hybrid- Polymerelektrolytkondensatoren. Hybrid-Polymerelektrolytkondensatoren beinhalten einen festen Polymer- Elektrolyten als auch einen flüssigen Elektrolyten. Vorteilhaft ist, dass Hybrid-Polymer-Elektrolytkondensatoren einen niedrigen ESR-Wert und niedrige Restströme aufweisen, sowie
Unempfindlichkeit gegenüber Transienten sind. Gemäß einer Weiterbildung kann der Kondensator 10 auch eine quaderförmige
SMD Bauform aufweisen.
Aufgrund der kleineren Abmessungen und damit der geringeren Oberfläche der SMD Kondensatoren 10 sind die Kondensatoren 10 thermisch mit einem
Kühlkörper 40 verbunden. Der Kühlkörper 40 wird vorzugsweise durch das Gehäuse, welches zumindest teilweise die Antriebselektronik 1 umschließt, gebildet.
In Figur 2 ist eine Schnittansicht durch einen Kondensator 10 einer
erfindungsgemäßen Antriebselektronik 1 dargestellt. Auf einer Leiterplatte 5 der Antriebselektronik 1 ist ein Kondensator 10 verlötet. Der Kondensator 10 weist hierzu eine lötfähige Anschlussfläche 7 auf. Der Kondensator 10 ist mittels der lötfähigen Anschlussfläche 7 mit der Leiterplatte 5 verlötet. Zur Abfuhr der Verlustleistung die insbesondere durch Spannungsschwankungen bei dem Betrieb des Antriebs 20 entstehen, wirkt der Kondensator 10 mit dem Kühlkörper 40 zusammen.
Der Kühlkörper 40 weist hierzu eine Ausnehmung auf, in die der Kondensator bei der Montage eingeführt werden kann. Die Ausnehmung des Kühlkörpers 10 ist minimal größer als der Kondensator 10. Aufgrund von Montagetoleranzen besteht jedoch ein Spalt 42 zwischen dem Kühlkörper 40 und der Oberfläche des Kondensators 10. Der Spalt 42 wird mit einem Material 44 mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit ausgefüllt. Beispielsweise wird der Spalt 42 mit einem thermal interface material 44, insbesondere Wärmeleitpaste, Wärmeleitpads oder Wärmeleitklebstoff ausgefüllt. Das Material 44 mit hoher Wärmeleitfähigkeit ermöglicht eine Abfuhr der Wärme von dem Kondensator 10. Die entstehende Verlustleistung kann somit von dem Kondensator abgeführt werden.
Ferner erfolgt eine Abfuhr der Wärme über die Anschlussfläche 7 an die
Leiterplatte 5. In Figur 3 ist eine Schnittansicht durch einen Kondensator 10 dargestellt. Die Verbindung des Kondensators 10 mit der Leiterplatte 5 ist gleich wie in Figur 2. Der Kühlkörper 40 weist, insbesondere im Bereich der thermischen Anbindung des Kondensators 10, eine ebene, insbesondere planare, Fläche auf. Die ebene Fläche ist möglichst direkt mit der Oberfläche des Kondensators 10, bzw. der Seite des Kondensators 10, die dem Kühlkörper zugerichtet ist, verbunden. Der aufgrund von Montagetoleranzen auftretende Spalt 42 zwischen dem Kühlkörper 40 und dem Kondensator 10 ist mit dem Material mit einem hohen Wärmeleitwert aufgefüllt. Beispielsweise wird der Spalt 42 mit einem thermal interface material 44, insbesondere Wärmeleitpaste, Wärmeleitpads oder Wärmeleitklebstoff ausgefüllt. Das Material 44 mit hoher Wärmeleitfähigkeit ermöglicht eine Abfuhr der Wärme von dem Kondensator 10 zum Kühlkörper 40. Die in dem
Kondensator 10 entstehende Verlustleistung kann somit von dem Kondensator 10 mittels des Kühlkörpers 40 abgeführt werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind der Kondensator 10 und der Kühlkörper 40 direkt miteinander verbunden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird der Kühlkörper 40 von einem Gehäuse gebildet.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Antriebselektronik 1 ein Gehäuse auf bzw. ist in zumindest teilweise in einem Gehäuse angeordnet. Das Gehäuse bildet einen Schutz der Ansteuerelektronik 1 gegenüber
Umwelteinflüssen. Gleichzeitig kann das Gehäuse den Kühlkörper 40 bilden in dem es die Wärme, welche durch die Verlustleistung erzeugt wird von dem Kondensator 10 weg führt. Das Gehäuse kann hierzu eine entsprechende Oberfläche aufweisen, die wiederum eine optimale Abgabe der Wärme an die Umgebungsluft zur Folge hat.
Das Gehäuse kann hierzu insbesondere Rippen an seinem Außenumfang aufweisen. Erfindungsgemäß ist die Antriebselektronik 1 nicht auf einen einzigen
Kondensator 10 beschränkt. Vielmehr können mehrere Kondensatoren 10, insbesondere auf SMD Basis, elektrisch parallel zueinander angeordnet sein. Die Kondensatoren 10 können hierbei mittels eines gemeinsamen oder einer Vielzahl separater Kühlkörper 40 gekühlt werden.
Ferner kann das Gehäuse den Kühlkörper 40 bilden. Hierbei wird jeder
Kondensator 10 in eine Ausnehmung des Kühlkörpers 40 eingeführt und/oder der Kühlkörper 40 weist eine ebene Fläche die möglichst direkt mit der Oberfläche des Kondensators 10, bzw. der Kondensatoren 10 verbunden ist auf. Der aufgrund von Montagetoleranzen auftretende Spalt zwischen 42 dem Kühlkörper 40 und dem Kondensator 40 ist mit dem Material mit einem hohen Wärmeleitwert aufgefüllt.
Gemäß einer Weiterbildung wird der Kühlkörper 40 auch zur Kühlung der elektrischen Schalter 17 der Antriebsansteuerschaltung 15 verwendet. Ferner ist vorzugsweise der Kühlkörper 40 durch das Gehäuse gebildet.
Vorzugsweise ist die Oberfläche des Kondensators 10, die nicht zur
Anschlussfläche 7 zählt, mit dem Kühlkörper 40 thermisch verbunden.
Insbesondere ist die der Leiterplatte 5 abgewandten Oberfläche des
Kondensators 10 mit dem Kühlkörper 40 direkt oder über das Material 44 mit hoher Wärmeleitfähigkeit verbunden. Hierdurch sind keine Ausnehmungen 42 an dem Kühlkörper 40 notwendig.
Die mittels der Antriebselektronik 40 angesteuerten elektrischen Antriebe 20 können als Pumpen, insbesondere Kühlflüssigkeitspumpen, Gebläse zur
Kühlung von Kraftfahrzeugmotoren und/oder Gebläse zur Innenraumbelüftung eins Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Der elektrische Antrieb 20 kann somit Teil einer Pumpe, eines Gebläse zur Kühlung von Kraftfahrzeugmotoren und/oder eines Gebläse zur Innenraumbelüftung sein. Der Antrieb 20 kann somit beispielsweise zum Antreiben eines Pumpenrotors oder eines Lüfterrads eingesetzt werden.

Claims

Ansprüche
1. Antriebselektronik (1) für einen elektrischen Antrieb (20), insbesondere einen Antrieb eines Gebläses oder einer Pumpe in einem Kraftfahrzeug, umfassend einen Kondensator (10) und eine Antriebsansteuerschaltung (15), die elektrisch parallel zueinander geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (10) eine SMD Bauform aufweist und dass der Kondensator (10) thermisch mit einem Kühlkörper (40) verbunden ist.
2. Antriebselektronik (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (10) ein Polymer- Elektrolytkondensator ist.
3. Antriebselektronik (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (10) ein Hybrid- Polymer- Elektrolytkondensator ist.
4. Antriebselektronik (1) nach einem der vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (40) Teil eines
Gehäuses ist, in dem die Antriebselektronik (1) zumindest teilweise angeordnet ist.
5. Antriebselektronik (1) nach einem der vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen dem Kühlkörper (40) und dem Kondensator (10) Material (44) mit hoher Wärmeleitfähigkeit, insbesondere thermal interface material, befindet.
6. Antriebselektronik (1) nach einem der vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsansteuerschaltung (15) mindestens einen elektrischen Schalter (17) zu Ansteuerung des elektrischen Antriebs (20) aufweist.
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